一套电池系统，内部两个物理分体电池模块怎么设计？双模块锂电池PACK方案指南

一套电池系统，内部两个物理分体电池模块怎么设计？双模块锂电池PACK方案指南

在AGV、AMR、机器人、工程机械、无人车、无人船以及工业移动设备中，由于设备内部空间、重量分布、安装位置和维护方式的限制，经常会出现一种特殊的电池结构：

一套电池系统，内部包含两个物理分体电池模块。

这种设计与普通的“一整箱电池PACK”不同。

例如一台机器人底盘内部空间有限，可以将电池设计成：

左侧电池模块 + 右侧电池模块

或者：

前电池模块 + 后电池模块。

两个物理模块共同组成：

一套完整电池系统。

但这里需要特别注意：

物理分体，不等于电气上一定并联；两个模块，也不等于两块完全独立的电池。

根据系统需求，两个模块可以设计成：

并联供电

串联供电

独立支路供电

一主一备

或者：

双模块协同管理。

因此，一套电池系统内部采用两个物理分体模块，本质上是一种：

结构模块化 + 电气系统化

的PACK设计方式。

本文从机器人和工业动力电池PACK设计角度，分析两个物理分体电池模块应该如何设计，以及采购时需要确认哪些参数。

一、什么是一套电池系统内部两个物理分体模块？

简单来说，就是：

整套电池系统只有一个系统级电源功能，但电池PACK在机械结构上被拆分成两个独立模块。

例如：

模块A

↓

模块B

两者共同组成：

总电池系统。

从机械上看，它们可能分别安装在：

设备左右两侧

设备前后区域

上下两个电池仓

或者：

两个独立抽屉式结构。

从电气上看，则可以根据项目要求形成：

A+B并联

或者：

A+B串联

甚至：

A、B独立进入电源管理模块。

所以采购时不能只说：

“我要两个电池。”

更准确的需求应该是：

“我要一套电池系统，内部包含两个物理分体模块。”

这两个模块在：

电压

容量

BMS

接口

以及：

通信

上的关系，需要在方案阶段明确。

二、为什么一套电池系统要拆成两个物理模块？

最常见的原因是：

设备空间受限。

例如设备底盘中间有：

电机

减速机构

控制器

无法安装一个大型整体PACK。

这时可以把电池拆成：

左PACK + 右PACK。

第二个原因是：

重量平衡。

如果一个大电池全部放在设备一侧，可能造成：

重心偏移

以及：

结构受力不均。

拆成两个模块以后，可以将重量分布在：

左右两侧

或者：

前后两端。

第三个原因是：

维护和装配。

大型PACK拆分后，可以降低单个模块重量，使：

安装

运输

以及：

维护

更加方便。

第四个原因是：

模块化扩容。

如果未来设备有不同续航版本，可以采用：

单模块

或者：

双模块

形成不同配置。

三、两个物理分体模块和两套独立电池有什么区别？

这是设计时必须先区分的问题。

例如：

51.2V 200Ah

可以由：

51.2V 100Ah模块A

和：

51.2V 100Ah模块B

组成。

这仍然可以定义为：

一套51.2V 200Ah电池系统。

而不是简单理解成：

两块51.2V 100Ah电池。

关键取决于系统的：

BMS

电气架构

以及：

产品定义。

四、两个分体模块可以直接并联吗？

可以设计成并联，但不能简单直接连接。

例如：

模块A：51.2V 100Ah

模块B：51.2V 100Ah

通过合理的电气结构后，可以形成：

51.2V 200Ah。

但两个模块并联前，需要重点确认：

电压一致性

SOC

内阻

电芯类型

BMS策略

以及：

支路保护。

如果：

模块A：

53.0V

模块B：

48.0V

直接并联时，两个模块之间可能产生较大的：

均衡电流。

因此更合理的结构通常是：

模块A → 支路保护 → 接触器 → 母线

模块B → 支路保护 → 接触器 → 母线

由系统控制两个模块接入公共母线。

五、两个物理模块可以设计成串联吗？

也可以。

如果设备需要更高电压，则可以把两个物理模块设计成：

电气串联。

例如：

模块A：

96V

模块B：

96V

串联以后：

192V。

但这时候必须特别关注：

两个模块的绝缘

BMS

高压保护

以及：

模块之间的电位关系。

尤其是高压PACK，两个模块之间的：

连接器

绝缘材料

爬电距离

以及：

电气间隙

都需要进行系统设计。

因此：

物理上两个模块，不代表一定采用并联。

必须根据系统目标电压确定连接方式。

六、两个分体模块的BMS怎么设计？

这是整个方案的核心。

常见方式之一是：

每个物理模块配置独立BMS。

例如：

模块A → BMS A

模块B → BMS B

两个BMS再连接到：

系统级主控BMS/BCU。

这样可以分别监测：

A模块电压

A模块温度

A模块SOC

A模块SOH

以及：

B模块对应状态。

系统级控制器负责：

功率管理

充放电协调

故障判断

以及：

整体SOC计算。

这种结构尤其适合：

大型分体式PACK

以及：

双电池仓机器人。

七、两个模块能不能共用一个BMS？

要看产品结构。

如果两个模块本质上只是：

同一个PACK内部被机械拆分

并且所有电芯都作为一个整体进行电压采集，那么理论上可以采用：

集中式BMS。

但是如果两个模块具备：

独立连接器

独立电流路径

独立保护

以及：

独立维护能力

则更适合：

模块级BMS + 系统级管理。

通常可以理解为：

模块BMS负责“管自己”

而：

系统BMS/BCU负责“管整个系统”。

这样更容易实现：

单模块诊断

故障隔离

以及：

系统级能量管理。

八、两个物理模块如何进行均流？

如果两个模块并联供电，就必须考虑：

均流问题。

理想情况下：

模块A：

100A

模块B：

100A

总电流：

200A。

但实际情况可能变成：

模块A：

130A

模块B：

70A。

造成这种现象的原因可能包括：

内阻不同

线束长度不同

连接器电阻不同

SOC不同

以及：

BMS限流策略不同。

因此需要优化：

电池一致性

支路阻抗

母排结构

以及：

控制策略。

对于要求较高的系统，可以进一步采用：

主动均流

或者：

DC/DC功率控制。

九、两个分体模块的线束怎么布置？

这是非常容易被忽略的问题。

如果两个模块距离较远，电流路径会受到：

线束长度

截面积

以及：

接触电阻

影响。

例如模块A距离母线：

1m

模块B距离母线：

3m

即使两个模块规格完全一样，也可能出现：

A电流更大

B电流更小

的情况。

因此分体PACK设计需要尽量做到：

电流路径对称

或者：

通过母排进行合理均流。

特别是大电流系统，更应该避免：

一条支路很短，另一条支路很长。

十、两个物理模块如何进行故障隔离？

分体式电池系统最大的优势之一，就是可以：

独立隔离故障模块。

例如：

模块A发生：

过温

短路

BMS故障

或者：

绝缘异常。

系统可以：

切断A支路

让：

模块B继续工作。

典型结构为：

模块A → 熔断器 → 接触器 → 母线

模块B → 熔断器 → 接触器 → 母线

这样某一模块出现故障以后：

故障支路断开

同时：

健康模块保留供电能力。

这对于：

机器人

AGV

AMR

以及：

连续运行设备

尤其重要。

十一、两个物理模块可以实现一主一备吗？

可以。

例如：

模块A主供电

模块B备用。

当A出现：

低SOC

或者：

故障

系统先确认B：

电压正常

状态正常

然后将负载切换到B。

这种方案属于：

A/B双电源架构。

与简单并联不同，一主一备更加关注：

切换逻辑

故障隔离

以及：

供电连续性。

如果设备需要真正意义上的近似无缝切换，还需要采用：

电子开关

ORing

MOSFET

DC/DC

等快速电源路径方案。

十二、两个分体模块如何进行充电？

可以根据系统结构采用不同方案。

方案一：统一充电

两个模块并入同一充电母线。

优点：

充电设备数量少

缺点：

需要做好电压和BMS协调。

方案二：独立充电

模块A和模块B分别使用独立充电器。

优点：

模块管理更加独立。

缺点：

系统成本增加。

方案三：系统统一充电、模块独立管理

由一个充电设备提供能源，系统根据：

SOC

温度

BMS状态

分配充电策略。

大型工业电池项目可以根据实际需求进行评估。

十三、两个分体模块的容量必须一样吗？

不一定，但相同规格更加容易进行系统管理。

例如：

模块A：51.2V 100Ah

模块B：51.2V 100Ah

这种方案在：

并机

均流

以及：

充电

方面更加容易管理。

如果采用：

模块A：

51.2V 100Ah

模块B：

51.2V 150Ah

理论上也可以构成系统，但需要进一步分析：

电流分配

SOC计算

充电策略

以及：

BMS限流。

如果采用：

一主一备

不同容量模块更容易实现，但需要保证备用模块在接管负载时仍然满足：

峰值功率

和：

持续时间

要求。

十四、两个物理模块的电芯必须完全一样吗？

如果两个模块长期并联工作，建议尽量采用：

相同电芯体系

相同电芯型号

相同容量

相同倍率

以及：

相近的SOH。

原因是不同电芯的：

内阻

电压平台

温度特性

以及：

老化曲线

可能存在差异。

如果强行长期并联，容易出现：

电流分配不均

以及：

SOC偏差。

因此，多模块并联系统最好保持：

规格一致性。

十五、两个分体模块需要分别采集温度吗？

需要。

尤其对于：

机器人

AGV

工程机械

以及：

大容量动力PACK。

每个模块都应该监测：

电芯温度

模块最高温度

模块最低温度

以及：

温差。

例如：

模块A：

最高温度45℃

模块B：

最高温度32℃

如果系统只监测总电池温度，可能无法及时发现A模块的：

局部过热。

因此分体式PACK更适合采用：

模块级温度监控。

十六、两个物理模块的结构设计需要注意什么？

机械设计主要需要考虑：

固定

振动

冲击

防护

以及：

维护。

机器人运行过程中会产生：

加速度变化

冲击

连续振动

因此两个模块不能只是“放在两个盒子里”，而应该通过结构确保：

电芯不窜动

母排不松动

线束不磨损

连接器不脱落。

此外，还需要考虑：

热膨胀

壳体变形

以及：

维护空间。

如果两个模块分别安装在机器人左右两侧，还需要考虑：

整机重心

以及：

左右重量平衡。

十七、高压分体式电池模块怎么设计？

对于：

320V

400V

540V

600V

800V

等高压系统，两个物理模块的设计更加复杂。

例如：

400V系统

可以设计成：

两个约200V级模块串联

或者：

两个400V模块并联。

两种方案完全不同。

串联型

总系统电压提高。

需要重点考虑：

模块间绝缘

高压连接器

BMS协同

电位隔离

以及：

高压安全。

并联型

系统电压保持不变。

主要增加：

总容量

和：

输出电流能力。

需要重点考虑：

均流

支路保护

预充

以及：

故障隔离。

所以高压分体式PACK首先应该确定：

串联还是并联。

再确定：

模块电压和BMS结构。

十八、一套双模块电池系统采购时需要提供哪些参数？

企业在向电池厂家提出“一套电池系统、两个物理分体模块”的需求时，建议提供：

其中最关键的是：

模块之间的电气关系。

也就是必须先明确：

两个模块到底是并联、串联，还是主备。

十九、浩博电池可以定制一套双物理分体电池系统吗？

可以。

“一套电池系统、内部两个物理分体电池模块”属于典型的定制化PACK结构方案。

浩博电池可根据：

机器人

AGV/AMR

工程机械

无人车

无人船

以及：

工业动力设备

的空间布局和电气要求，对双模块电池系统进行设计。

根据项目需求，可以采用：

两个并联模块

两个串联模块

一主一备模块

或者：

双模块独立支路+系统级管理

等结构。

每个模块可以配置：

独立BMS

温度采集

熔断保护

接触器

以及：

通信接口。

系统级还可以增加：

CAN/CAN FD

RS485

SOC统一管理

故障诊断

支路隔离

以及：

预充和高压管理。

对于机器人等空间受限设备，还可以根据：

左右分体

前后分体

上下分体

以及：

抽屉式双模块

等结构进行PACK设计。

东莞市浩博光电科技有限公司可根据具体设备的：

总电压、总容量、单模块尺寸、模块重量、持续功率、峰值功率、通信方式和工作环境

进行定制化电池系统开发。

如果客户要求两个物理模块组成一个完整电池系统，还应在项目初期明确：

模块之间的电气连接方式、BMS管理层级、充电方式、故障隔离策略以及接口定义。

最终PACK结构、电气参数、BMS策略和测试要求，应以具体设备及整机联调验证结果为准。

FAQ：一套电池系统两个物理分体模块常见问题

1. 一套电池系统内部可以做两个物理模块吗？

可以。对于空间受限、重量平衡或维护要求较高的设备，可以将一个完整电池系统设计成两个物理分体模块。

2. 两个模块一定要并联吗？

不一定。可以根据系统需求采用并联、串联、一主一备或独立支路供电。

3. 两个48V模块并联后是多少伏？

如果两个模块本身都是48V级并联，系统电压仍然是48V级，主要增加容量和输出电流能力。

4. 两个96V模块串联后是多少伏？

理论上为192V级系统，但实际需要结合模块具体工作电压和BMS架构确定。

5. 两个物理模块可以共用一个BMS吗？

可以根据结构设计，但如果两个模块具有独立电气支路，通常采用模块级BMS再由系统级控制器进行协调。

6. 两个模块容量必须一样吗？

不是必须，但如果长期并联工作，采用相同容量、相同电芯和相近SOH的模块更容易实现均流和统一管理。

7. 两个模块可以一主一备吗？

可以。一套系统可以设计成A主供、B备用，并通过电源切换和故障隔离实现电源接管。

8. 两个模块可以分别充电吗？

可以。可以采用独立充电，也可以采用统一充电母线，具体取决于系统架构。

9. 两个模块可以分开安装吗？

可以。常见方式包括左右分体、前后分体、上下分体以及双电池仓结构。

10. 两个分体模块可以做机器人电池吗？

可以。机器人内部空间和重量布局经常需要采用分体PACK，具体需要根据机器人电压、功率、安装空间和换电方式进行设计。

总结

一套电池系统，内部采用两个物理分体电池模块，是一种面向空间、重量、维护和系统可靠性的模块化PACK设计方案。

这种方案最重要的不是：

“做两个电池盒。”

而是明确两个模块在整个系统中的关系。

可以是：

并联

用于增加：

容量和输出能力。

也可以是：

串联

用于提高：

系统电压。

还可以采用：

一主一备

用于提高：

供电连续性。

对于大型高压PACK，则还可以采用：

两个独立高压支路

进行系统级电源管理。

在设计过程中，需要重点考虑：

电压匹配

容量匹配

SOC一致性

均流

BMS协同

支路保护

故障隔离

连接器

线束

热管理

以及：

结构固定。

尤其是并联系统，两个模块的：

电压

内阻

SOC

以及：

线路阻抗

都可能影响电流分配。

而在高压串联系统中，则需要重点关注：

绝缘

高压连接

电位关系

以及：

BMS分层管理。

因此，企业在采购这种“一套电池系统、两个物理分体模块”的产品时，建议不要只提供：

“我要两个PACK。”

而应该完整说明：

系统总电压 + 总容量 + 单模块规格 + 两模块电气关系 + 持续功率 + 峰值功率 + BMS通信 + 安装位置 + 尺寸重量 + 故障处理方式。

浩博电池可围绕机器人、AGV/AMR、工程机械、无人车、无人船及工业动力设备，对双物理分体锂电池系统进行定制化PACK设计。东莞市浩博光电科技有限公司可根据设备空间和动力需求，对双模块结构、BMS、支路保护、均流、通信、热管理及高低压电气系统进行匹配。

最终两个物理模块采用串联、并联、主备还是独立支路架构，应根据具体设备的电气系统、安装结构和整机测试验证结果确定。